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CN111197825B - 一种基于导电滤网的过滤装置 - Google Patents

一种基于导电滤网的过滤装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于导电滤网的过滤装置，包括导电滤网装置、负离子发生装置，在气体的流动路径上，负离子发生装置位于导电滤网装置的上游，导电滤网装置包括滤网，滤网为导电滤网，还包括设置在负离子发生装置和导电滤网装置之间的、能够与正高压电源连接或断开的门电极，过滤装置在滤网和门电极接通正高压电源时进入过滤状态，过滤装置在滤网地、门电极与高压电源断开时进入驻极状态。利用导电滤网的导电性增强过滤效果的同时，在驻极功能启动时，该导电性被用作与地相连的接地极，在不增加装置的基础上实现了过滤和驻极功能的统一；工作时门电极通正电，与探针之间形成扇形离子风幕，增强了负离子与空气中微颗粒的结合效果。

Description

一种基于导电滤网的过滤装置
技术领域
本发明涉及空气净化技术，尤其是一种基于导电滤网的过滤装置。
背景技术
室内外的空气中存在各种有害物质，如灰尘、烟雾、不愉快的气味、室内装修产生的甲醛等，因此目前，环保产品中的空气净化器产品越来越受到人们的青睐，其市场上潜力是极大的。
常用的空气净化器有负离子空气净化器，臭氧空气净化器，紫外空气净化器、光催化空气净化器和等离子体空气净化器，以及各种类型相结合在一起的净化器组合的产品等。如申请号为201410445103.9的中国专利公开的一种带静电除尘净化功能的壁炉，包括壁炉主体，壁炉主体内设有风道、并对应风道设有进风口和出风口，还包括静电滤网模块和断电保护装置，静电滤网模块通过支承底座设置在进风口处，静电滤网模块包括静电除尘装置和积尘滤网，静电除尘装置是以静电集尘为基本原理，采用负高压针尖电离的方式，使空气中的颗粒带上负电荷，同时控制电流，避免臭氧的产生；集尘模块采用导电介质，并以高介电常数的耐压绝缘驻极薄膜作为绝缘介质，既给荷电尘粒提供了用于静电吸附的强场静电场，也保护了高绝缘耐压的安全特性，同时提供了电荷存储的介质特性。
又如申请号为201620229836.3的中国专利公开的一种新型明装回风口式空气净化器，具有普通回风口外形结构，可直接安装，包括回风口、与电源连接的净化模块，净化模块为纳米驻极微静电净化装置。
上述的现有的这些空气净化设备，普遍存在着过滤效率低、长时间使用滤网易失效的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的问题，提供一种基于导电滤网的过滤装置，能提高过滤效率，又能提高过滤装置的使用寿命。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于导电滤网的过滤装置，包括导电滤网装置、以及能够与负高压电源连接的负离子发生装置，在气体的流动路径上，所述负离子发生装置位于导电滤网装置的上游，所述导电滤网装置包括滤网，所述滤网为导电滤网，其特征在于：还包括设置在负离子发生装置和导电滤网装置之间的、能够与正高压电源连接或断开的门电极，所述过滤装置在滤网和门电极接通正高压电源时进入过滤状态，所述过滤装置在滤网地、门电极与高压电源断开时进入驻极状态。
优选的，为提升对空气中的PM0.3um的颗粒物的过滤能力，并延长滤网的使用寿命，所述滤网包括PET支撑体、PP熔喷层、以及将导电材料喷涂在PET支撑体上形成的导电涂层，由此构成复合导电滤网；这种导电滤网由高压驻极制成，通过导电滤网表面的高压静电显著改善过滤颗粒物的能力，从而去除空气中的PM0.3um的颗粒物；另一方面对携带进入滤网表面的细菌可及时杀灭，防止二次危害，同时可延长滤网的使用寿命，绿色环保。
为增大接触面积，提升过滤效果，所述滤网呈折叠状，所述滤网的导电涂层朝向负离子发生装置。
为便于负离子发生装置配合实现过滤和驻极两个状态，所述负离子发生装置包括负离子探针和为负离子探针供电的高压包，所述高压包具有至少两个挡位。
为使得空气与离子风形成的风幕接触时间更长，负离子与空气中微颗粒结合更充分，所述门电极上开设有多个间隔布置的通孔，每个通孔对应一个负离子探针，所述负离子探针的头部与门电极相对，所述门电极在每个通孔周边的位置具有朝向负离子发生装置方向弯折的翻边。
优选的，所述门电极的翻边和对应的负离子探针的头部之间、在气体流动路径上具有3～4cm的垂直距离。
为便于设置负离子探针，所述负离子发生装置还包括第一框架、与负离子探针电连接的导电片，所述第一框架包括中空的外框、设置在外框内的支撑条，所述导电片设置在支撑条上，所述负离子探针由远离门电极的一侧穿过导电片和支撑条、从而使得负离子探针的头部与门电极相对；所述高压包与导电片电连接从而为负离子探针供电。
为便于设置导电片，每个支撑条具有由远离门电极的表面向门电极方向凹陷的支撑凹槽，所述导电片设置在支撑凹槽内。
为便于对滤网提供支撑力，所述导电滤网装置还包括滤网边框，所述滤网边框包覆在滤网外周。
为便于与整机绝缘，所述导电滤网装置还包括绝缘材料制成的第二框架，所述滤网和滤网边框卡合在第二框架的内部。
与现有技术相比，本发明的优点在于：利用导电滤网的导电性增强过滤效果的同时，在驻极功能启动时，该导电性被用作与地相连的接地极，在不增加装置的基础上实现了过滤和驻极功能的统一；工作时门电极通正电，与探针之间形成扇形离子风幕，增强了负离子与空气中微颗粒的结合效果。
附图说明
图1为本发明实施例的过滤装置的结构示意图；
图2为本发明实施例的过滤装置的负离子发生装置的结构示意图；
图3为本发明实施例的过滤装置的负离子发生装置的分解结构示意图；
图4为本发明实施例的过滤装置的复合滤网装置的结构示意图；
图5为本发明实施例的过滤装置的复合滤网装置的分解结构示意图；
图6为本发明实施例的过滤装置的复合滤网装置的滤网的局部分解结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
参见图1，一种基于导电滤网的过滤装置，包括负离子发生装置1、导电滤网装置2和门电极3，上述过滤装置可设置在净化设备，如空气净化器中的预留管道内，并且在气体的流动路径上，负离子发生装置1位于导电滤网装置2的上游，门电极3位于负离子发生装置1和导电滤网装置2之间。
参见图2和图3，负离子发生装置1包括第一框架11、高压包12、导电片13和负离子探针14。第一框架11包括中空的外框111、设置在外框111内的支撑条112，在本实施例中，外框111呈轴向两端开口的圆柱形，支撑条112共四个，包括三个纵向延伸的和一个横向延伸的，每个支撑条112的两端分别延伸到外框111的内侧壁。高压包12 设置在外框111上，具有至少两个挡位，在本实施例中，采用两挡位高压包。
每个支撑条112具有由远离门电极3的表面向门电极3方向凹陷的支撑凹槽113。每个支撑凹槽113内设置有负离子探针114，优选的，每个支撑凹槽113内均匀的设置三个负离子探针14，共计9个(支撑凹槽113相交处的负离子探针14共用)。每个支撑凹槽113内还设置有一个上述的导电片13，负离子探针14穿过相应的导电片13、并与该导电片13电连接。负离子探针14的头部从第一边框11远离门电极3的一侧穿过支撑条112朝向门电极3。在本实施例中，导电片13采用铜片，横向延伸的导电片13分别与纵向延伸的导电片13在交错处电连接，其中一个纵向延伸的导电片13与高压包12 电连接，从而用于将负离子探针14和高压包12电连接。由此，高压包12可以为负离子探针14提供3kv正负压和10kv负压三种挡位。
门电极3整体呈圆柱形，与负离子发生装置1的第一边框11适配。门电极3上开设有多个间隔布置的通孔31，每个通孔31对应一个负离子探针14。门电极3在每个通孔31周边的位置具有朝向负离子发生装置1方向弯折的翻边32。门电极3的翻边32 和对应的负离子探针14的头部之间具有3～4cm的垂直距离(气体的流动路径上)。当过滤装置的过滤功能启动时门电极3接正压(外部高压电源)，驻极功能启动时门电极3断开。
参见图4和图5，导电滤网装置2包括第二框架21、滤网22和滤网边框23，在本实施例中，上述三个部件均为圆柱形，以与负离子发生装置1适配。第二框架21可以采用整体结构，也可以如本实施例所示的，采用两个分框架连接而成，包括第一分框架 211和第二分框架212，两个分框架前后(前、后是指流体流动路径的方向，前为上游、后为下游)同轴并且至少部分叠置，以构成一个完整的第二框架21。第二框架21采用绝缘材料，如ABS塑料制成，以保证与周围整机(净化设备)的绝缘关系。
滤网22为导电滤网，是在现有的普通的HEPA滤网的基础上喷涂一层导电材料，使其具有导电性又不破坏其原有的过滤效率，而后折叠成为柱状结构，如圆柱体(下文将详细说明)。滤网22可采用现有的导电滤网，也可以采用本发明的制备方法制成的导电滤网。滤网边框23包覆在滤网22的侧壁外周。滤网边框23为滤网22提供支撑强度。滤网22和滤网边框23卡合在第二框架21的内部，安装时，滤网22的喷涂导电材料的表面朝向负离子发生装置1方向放置(即迎向气体流动的方向)。
参见图6，滤网22包括PET支撑体221、PP熔喷层222和导电涂层223，三层复合构成导电的HEPA滤网。具体的，包括如下步骤：
①制备抗菌导电涂料
将石墨烯浆料、去离子水、水性聚氨酯按配比配料、混合，搅拌1～4h；搅拌的同时逐滴加入消泡剂，消泡剂的加入量为石墨烯浆料、去离子水和水性聚氨酯总重量的 0.05～1％；本实施例中的消泡剂为消泡剂BYK019。
然后加入纳米银离子和甲壳素溶液，继续搅拌均匀，得到抗菌导电涂料；
纳米银离子：甲壳素溶液：石墨烯浆料：去离子水：水性聚氨酯的配比为 1.5:4:21:21:7～3:10:21:21:21；
所述石墨烯浆料为石墨烯固含量为2.5wt％的去离子水混合物；石墨烯浆料的粘度为0.03pa.s；水性聚氨酯的粘度为0.01pa.s。
所述甲壳素溶液为市购甲壳素整理剂SAL6680。
纳米银离子为市购纳米银抗菌整理剂SILV9700。
②制备滤纸
将PET支撑体221和PP熔喷层222放置在两条不同的传输带上，其中PET支撑体221经过胶枪的喷头进行点胶，用胶枪在PET支撑体221上进行点胶，点胶量为5g/m2；点胶后的PET支撑体221与另一条传输带上的PP熔喷层222粘合，粘合好后同时进入一压滚内压牢形成纤维滤网，卷成卷材待用。
本实施例中使用的PET支撑体221为克重为70g/m2的PET纤维织物；PP熔喷层 222是PP非织造熔喷布，丝径为15微米；
③制备复合导电滤网
将步骤①制备得到的抗菌导电涂料涂覆到步骤②制备的PET支撑体221表面上形成导电涂层223，涂层厚度为1～5μm，得到滤纸；将滤纸按常规方法折叠得到具有抗菌和导电性能的复合导电滤网，折叠过程中，导电涂层223朝外。
本发明的方法制备得到的复合导电滤网由高压驻极制成，通过导电滤网表面的高压静电显著改善过滤颗粒物的能力，从而去除空气中的PM0.3um的颗粒物；另一方面对携带进入滤网表面的细菌可及时杀灭，防止二次危害，同时可延长滤网的使用寿命，绿色环保。
过滤工作状态下，高压包12接通负3kv高压，由于负离子探针14和高压包12电连接，则负离子探针14在高电压下电离产生负离子，同时门电极3接通正3kv高压，在负离子探针14和门电极3之间形成离心风，由于门电极3和负离子探针14的头部之间的间距、以及翻边32的面积较大，可使得空气与离子风形成的风幕接触时间更长，负离子与空气中微颗粒结合更充分。同时，滤网22接通正3kv高压电，与负离子结合的微颗粒被通正电的滤网22吸引，加上原有滤网的过滤功能，过滤效率大大提高。
随着过滤时间的增加，过滤效率逐渐下降，直至失效，此时则通过门电极3的驻极恢复功能来恢复滤网的过滤效率，在滤网失效后开启驻极模式，驻极状态启动时，负离子探针14通过高压包12接通负10kv高压，门电极3则不接电，滤网22的导电涂层223 接地，以提供驻极过程需要的接地极，从而实现驻极功能，恢复滤网的过滤效率。
本发明的过滤装置，采用复合导电滤网，结合了负离子主动吸附技术和静电吸附技术的优点，利用负离子发生装置产生的负离子与颗粒物结合，形成更大粒径颗粒物，同时在原HEPA滤网基础上通过复合技术滤网带有正电，滤网的正电与负离子形成离子流，在风机和离子流的带动下，微颗粒更好地被滤网吸收。复合导电滤网技术可以极大提高 HEPA滤网对pm0.3以下粒径颗粒物的吸收。

Claims (10)

1.一种基于导电滤网的过滤装置，包括导电滤网装置(2)、以及能够与负高压电源连接的负离子发生装置(1)，在气体的流动路径上，所述负离子发生装置(1)位于导电滤网装置(2)的上游，所述导电滤网装置(2)包括滤网(22)，所述滤网(22)为导电滤网，其特征在于：还包括设置在负离子发生装置(1)和导电滤网装置(2)之间的、能够与正高压电源连接或断开的门电极(3)，所述过滤装置在滤网(22)和门电极(3)接通正高压电源时进入过滤状态，所述过滤装置在滤网(22)接地、门电极(3)与高压电源断开时进入驻极状态。
2.根据权利要求1所述的基于导电滤网的过滤装置，其特征在于：所述滤网(22)包括PET支撑体(221)、PP熔喷层(222)、以及将导电材料喷涂在PET支撑体(221)上形成的导电涂层(223)，由此构成复合导电滤网。
3.根据权利要求2所述的基于导电滤网的过滤装置，其特征在于：所述滤网(22)呈折叠状，所述滤网(22)的导电涂层(223)朝向负离子发生装置(1)。
4.根据权利要求1所述的基于导电滤网的过滤装置，其特征在于：所述负离子发生装置(1)包括负离子探针(14)和为负离子探针(14)供电的高压包(12)，所述高压包(12)具有至少两个挡位。
5.根据权利要求4所述的基于导电滤网的过滤装置，其特征在于：所述门电极(3)上开设有多个间隔布置的通孔(31)，每个通孔(31)对应一个负离子探针(14)，所述负离子探针(14)的头部与门电极(3)相对，所述门电极(3)在每个通孔(31)周边的位置具有朝向负离子发生装置(1)方向弯折的翻边(32)。
6.根据权利要求5所述的基于导电滤网的过滤装置，其特征在于：所述门电极(3)的翻边(32)和对应的负离子探针(14)的头部之间、在气体流动路径上具有3～4cm的垂直距离。
7.根据权利要求4所述的基于导电滤网的过滤装置，其特征在于：所述负离子发生装置(1)还包括第一框架(11)、与负离子探针(14)电连接的导电片(13)，所述第一框架(11)包括中空的外框(111)、设置在外框(111)内的支撑条(112)，所述导电片(13)设置在支撑条(112)上，所述负离子探针(14)由远离门电极(3)的一侧穿过导电片(13)和支撑条(112)、从而使得负离子探针(14)的头部与门电极(3)相对；所述高压包(12)与导电片(13)电连接从而为负离子探针(14)供电。
8.根据权利要求7所述的基于导电滤网的过滤装置，其特征在于：每个支撑条(112)具有由远离门电极(3)的表面向门电极(3)方向凹陷的支撑凹槽(113)，所述导电片(13)设置在支撑凹槽(113)内。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的基于导电滤网的过滤装置，其特征在于：所述导电滤网装置(2)还包括滤网边框(23)，所述滤网边框(23)包覆在滤网(22)外周。
10.根据权利要求9所述的基于导电滤网的过滤装置，其特征在于：所述导电滤网装置(2)还包括绝缘材料制成的第二框架(21)，所述滤网(22)和滤网边框(23)卡合在第二框架(21)的内部。
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